笔直结构超高亮度LED芯片研发解析尊龙娱乐官网

2018-10-11 12:35 作者:产业新闻 来源:尊龙用现金娱乐一下

  笔直结构超高亮度LED芯片研发解析

   一、导言

现在,AlGaInP四元系发光二极管一般运用GaAs衬底,因为GaAs衬底的禁带宽度比AlGaInP窄,有源区所发生的往下发射的光子将会被吸收掉,使得发光功率大起伏下降。为防止衬底吸光,一般在衬底与有源层之间参加一层散布布 拉格反射层(DBR) ,以反射射向衬底的光,削减GaAs的吸收。因为DBR反射层只对法线方向较小视点内(一般qDBR<20°)的光线能有用反射,其它远离法向入射的光线绝大部分都被GaAs衬底吸收,因此进步光效的作用有限。

  

   为了进步发光功率,人们开端进行其它衬底替代GaAs吸收衬底的研讨。其间一种办法就是用对可见光通明的GaP衬底替代GaAs衬底(TS) ,即用键合技能将长有厚GaP窗口层的外延层结构粘接在GaP衬底上,并腐蚀掉GaAs衬底,其发光功率可进步一倍以上,一同GaP的通明特性使得发光面积大增。可是,发改委:加快传统产业转型升级引,该工艺存在合格率低、运用设备杂乱、制造本钱高的缺陷。近年来,台湾开端进行了 倒装衬底AlGaInP红光芯片的制造研讨,因为工艺适于批量化出产,且制造本钱低,引起人们的广泛爱好。

  

   二、笔直芯片结构及工艺

本文介绍了我公司进行的AlGaInP红光笔直结构超高亮度LED芯片制造办法。首要进行MOCVD外延,再以高热导率Si、SiC、金属等资料作为衬底,将LED外延层粘接在其上并制成芯片。其结构为:工艺制造先在高热导率资料外表上蒸镀Au层作为反射镜面和粘接层, 并经过加热加压将LED外延层与高热导率衬底资料粘在一同, 再用挑选腐蚀的办法将原GaAs衬底腐蚀剥离掉,再经蒸镀、刻蚀、外表粗化等工艺制成以高热导率资料为衬底的LED芯片。因为Au薄膜对红光、对黄光有十分高的反射率,并且可反射一切入射视点的光(q a90°) ,因此可使出光功率进步挨近3倍。DBR 及金属反射层的反射率核算和测验成果 (a)DBR 结构核算的法向反射谱
(q=0°)(b)金属反射层反射谱(q=0°~90°)

   三、LED 功能测验成果

  

  

表1:相同有源区结构不同衬底12mil红光LED芯片参数比较(I=20mA条件下丈量)

   表1为12mil尺度管芯,不同衬底红光LED芯片的光电功能测验成果。尊龙娱乐官网从表中能够看到20mA测验电流下,尽管镜面衬底LED芯片电压略有所进步,从 1.9V升至1.92V(如图3) ,可是其亮度进步了3倍,其主要原因是镜面衬底自身高的反射率且可反射各个视点入射的光,别的外表粗化有用的削弱光在资料内部的屡次反射,折射及吸收,给光子供给了更多的出射时机;而镜面衬底LED电压的进步主要是因为粗化后芯片外表粗糙度增大,影响电流的传输,一同粘接层也使电 压有所上升。

  

   图3不同衬底红光 LED 伏安特性曲线 20mA下测验12mil不同衬底LED芯片的晶圆图如图4所示,镜面衬底红光LED 亮度、波长散布十分均匀。如图 5 所示,20mA 电流下,中心波长为 623nm的12mil镜面衬底红光LED光效可达50lm/W,光效约是一般衬底LED的2.5倍以上。

  

   图4不同衬底 LED 亮度、波长晶圆图(a)一般衬底 LED 亮度晶圆图(b)一般衬底 LED 波长晶圆图(c)镜面衬底 LED亮度晶圆图(d) 镜面衬底 LED 波长晶圆图

  

   四、定论:

本项目研制的金属反射笔直结构超高亮度AlGaInP红光LED芯片大大进步了LED芯片的发光亮度,并且因为高热导率衬底资料机械强度高,热导率高,可 大起伏改进产品的高温特性,进步产品可靠性,在大功率使用方面存在着其它 类型LED无法比拟的优势。ag88环亚娱乐!别的,因为镜面结构不需要较厚的GaP窗口层和DBR 层,可大起伏下降外延资料耗费,外延本钱比一般GaAs衬底下降。高热导率镜面衬底高亮度LED的研制成功和规模化出产,是一条取得低本钱、高稳定性,可在大功率使用中发挥重要作用的有用途径。

  

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